数控机床对伺服系统的要求

合集下载

伺服系统的基本要求及特征

伺服系统的基本要求及特征

伺服系统的基本要求及特征伺服系统的基本要求及特征1. 引言伺服系统作为现代控制系统中的重要组成部分,其基本要求及特征对于系统的性能和稳定性具有重要影响。

本文将从以下几个方面介绍伺服系统的基本要求及特征。

2. 基本要求伺服系统需要满足以下基本要求:•高精度控制:伺服系统需要能够实现高精度的位置或速度控制,以满足精密加工、运动控制等应用需求。

•快速响应:伺服系统需要具备快速响应的特性,能够在短时间内对输入信号作出准确的反应。

•稳定性:伺服系统需要具备良好的稳定性,能够保持输出信号稳定在给定值附近,不受外部干扰的影响。

•可靠性:伺服系统需要具备高可靠性,能够长时间稳定运行并具备故障自动检测和纠正的功能。

3. 特征伺服系统具有以下几个特征:精确度伺服系统的精确度是指系统能够实现的位置或速度控制的准确性。

通常使用误差指标来评估系统的精确度,包括位置偏差、速度误差等。

精确度与系统的传感器、控制算法等因素密切相关。

响应速度伺服系统的响应速度是指系统对输入信号作出反应的快慢程度。

响应速度取决于系统的动态特性,包括惯性、摩擦力等因素。

响应速度越快,系统的动态性能越好。

控制稳定性伺服系统的控制稳定性是指系统输出信号能够稳定在给定值附近的能力。

稳定性与系统的控制算法、控制器参数等因素密切相关。

稳定性越好,系统越不容易产生震荡、偏离目标值等问题。

功率输出伺服系统的功率输出能力是指系统能够输出的最大功率。

功率输出受到电机及传动机构等因素的限制。

高功率输出能力对于承载大负载、高速运动等应用非常重要。

4. 总结伺服系统作为控制系统的重要组成部分,其基本要求及特征对于系统的性能和稳定性具有重要影响。

高精度控制、快速响应、稳定性和可靠性是伺服系统的基本要求。

精确度、响应速度、控制稳定性和功率输出是伺服系统的主要特征。

只有满足这些要求和特征,伺服系统才能够在各种应用场景下发挥优秀的性能。

5. 应用领域伺服系统广泛应用于以下领域:•工业自动化:伺服系统用于控制工业机器人、数控机床等设备,实现高精度的加工、装配等工业自动化任务。

数控机床考试试题(附答案)

数控机床考试试题(附答案)

数控机床考试试题(附答案)数控机床技术测试试卷A卷<附答案)⼀、填空题<每空1分,共30分)1、数控机床按伺服系统的控制⽅式可分为、、。

2、较常见的CNC软件结构形式有软件结构和软件结构。

3、数控技术中常⽤的插补算法可归纳为插补法和插补法,前者⽤于数控系统,后者⽤于数控系统。

4、数控机床上导轨型式主要有滑动导轨、导轨和导轨。

5、数控铣削加⼯需要增加⼀个回转坐标或准确分度时,可以使⽤配备或使⽤。

6、电⽕花加⼯⼀次放电后,在⼯件和电极表⾯各形成⼀个⼩凹坑,其过程可分为电离、、热膨胀、和消电离等⼏个连续阶段。

7、影响材料放电腐蚀的主要因素是、、。

8、影响电⽕花加⼯精度的主要因素是、、。

9、电⽕花成形加⼯极性的选择主要靠经验和实验确定,当采⽤短脉冲时,⼀般应选⽤极性加⼯。

10、数控车床X轴⽅向上的脉冲当量为Z⽅向上的脉冲当量的。

11、数控机床的⽇常维护与保养主要包括、、等三个⽅⾯内容。

12、3B格式的数控系统没有功能,确定切割路线时,必须先根据⼯件轮廓划出电极丝中⼼线轨迹,再按编程。

13、旋转变压器和感应同步器根据励磁绕组供电⽅式的不同,可分为⼯作⽅式和⼯作⽅式。

⼆、判断题<每题1分,共10分,正确打√错误打×)1、更换电池⼀定要在数控系统通电的情况下进⾏。

否则存储器中的数据就会丢失,造成数控系统的瘫痪。

<)2、数控机床⼏何精度的检测验收必须在机床精调后⼀次完成,不允许调整⼀项检测⼀项。

<)3、数控铣削螺纹加⼯,要求数控系统必须具有螺旋线插补功能。

<)4、电⽕花成形加⼯在粗加⼯时⼀般选择煤油加机油作为⼯作液。

<)5、当脉冲放电能量相同时,热导率愈⼩的⾦属,电蚀量会降低。

<)6、开环数控机床,进给速度受到很⼤限制,其主要原因是步进电机的转速慢。

<)7、当数控机床具有⼑具半径补偿功能时,其程序编制与⼑具半径补偿值⽆关。

<)8、只有加⼯中⼼机床能实现⾃动换⼑,其它数控机床都不具备这⼀功能。

机床数控技术:第6章 数控伺服系统

机床数控技术:第6章 数控伺服系统
30
6.2 伺服电动机
伺服电动机是数控伺服系统的重要组成部分, 是速度和轨迹控制的执行元件。
数控机床中常用的伺服电机: ● 直流伺服电机(调速性能良好) ● 交流伺服电机(主要使用的电机) ● 步进电机(适于轻载、负荷变动不大) ● 直线电机(高速、高精度)
31
6.2.1 直流伺服电机及工作特性
6.1 概述
伺服系统的性能直接关系到数控机床执行件的 静态和动态特性、工作精度、负载能力、响应快慢 和稳定程度等。所以,至今伺服系统还被看做是一 个独立部分,与数控装置和机床本体并列为数控机 床的三大组成部分。
按ISO标准,伺服系统是一种自动控制系统,其 中包含功率放大和反馈,从而使得输出变量的值紧 密地响应输入量的值。
数控机床常用的直流电动机有: ●直流进给伺服系统:永磁式直流电机; ●直流主轴伺服系统:励磁式直流电机;
图6.5 直流伺服驱动系统的一般结构
32
6.2.1 直流伺服电机及工作特性
直流电动机原理
根据法拉第电磁感应定理 当载流导体位于磁场中,导
体上受到的电磁力F:
F = B ×L× i
B:磁场的磁通密度; L: 导体长度; i:导体中的电流。 F、B、i之间的方向关 系可用左手定则确定。
29
6.1 概述
6.1.4 伺服系统的发展 由于直流电动机存在换向火花和电刷磨损等问题
,美国通用电气(GE)公司于1983年研制成功采用 笼型异步交流伺服电动机的交流伺服系统。采用 矢量变换控制变频调速,使交流电动机具有和直 流电动机—样的控制性能,又具有机构简单、可 靠性高、成本低,以及电动机容量不受限制和机 械惯性小等优点。 日本于1986年又推出了全数字交流伺服系统。
28

数控机床纵向进给伺服系统设计综述

数控机床纵向进给伺服系统设计综述

陕西科技大学目录1.1 设计任务 (2)1.设计题目: (2)2.设计内容与要求 (2)1.2 总体方案设计 (2)1.2.1带有齿轮传动的进给运动 (2)1.3 机床进给伺服系统机械部分设计计算 (2)1.选择脉冲当量 (2)2.计算切削力 (2)1)纵车外圆 (2)2)横切端面 (2)3.滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (3)1)纵向进给丝杠 (3)2)轴承选择。

(7)3)定位精度校核 (8)4.齿轮传动比计算。

(9)总结 (10)参考文献 (11)数控机床纵向进给伺服系统设计1.1 设计任务1.设计题目:数控机床纵向进给伺服系统设计2.设计内容与要求课题说明某一数控机床纵向进给伺服系统设计要求如下:纵向最大进给力为5000N,工作台重300Kg,工件及夹具的最大重量为500Kg,工作台纵向行程680mm,进给速度1~4000mm/min,快速速度15m/min。

导轨为矩形,表面粘贴聚四氟乙烯软带(摩擦系数为:0.04)。

要求的定位精度为±0.006mm。

设计内容——传动系统设计,主要包括运动转换机构、连接支撑方式等。

设计参数如下:(1)纵向行程:680mm(2)最大加工直径:在床面上 400mm在床鞍上 210mm(3)最大加工长度:1000mm(4)纵向进给速度:0.001~4m/min(5)纵向快速速度:15m/min(6)工作台重:300Kg(7)工件及夹具的最大重量:500Kg(8)摩擦系数为:0.04(9)代码制:ISO1.2 总体方案设计1.2.1带有齿轮传动的进给运动图1—1图1—2数控机床的伺服进给系统采用闭环系统,由于是数控机床纵向伺服系统,总体方案,从电动机出来带有齿轮传动,配上滚珠丝杠(采用滚珠丝杠可以提高系统的精度和纵向进给整体刚度)。

1.3 机床进给伺服系统机械部分设计计算1.选择脉冲当量根据设计任务书要求确定脉冲当量,纵向为0.01mm/步,横向为0.005mm/步(半径)。

数控机床的伺服系统

数控机床的伺服系统

第6章 数控机床的伺服系统
伺服驱动装置
位置控制模块 速度控制单元
工作台 位置检测
速度环 速度检测 位置环
伺服电机
测量反馈
图6-1 闭环进给伺服系统结构
数控机床闭环进给系统的一般结构如图,这是一个双闭环系统,内 环为速度环,外环为位置环。速度环由速度控制单元、速度检测装置等构成。 速度控制单元是一个独立的单元部件,它是用来控制电机转速的,是速度控 制系统的核心。速度检测装置有测速发电机、脉冲编码器等。位置环是由 CNC装置中的位置控制模块、速度控制单元、位置检测及反馈控制等部分组 成。
第6章 数控机床的伺服系统
A C1 B4 2 B 3C A
逆时针转30º
C 4 B
A 1 2 3 A
B
C 1 B
A 2
B 3 C
C
逆时针转30º
4 A
第6章 数控机床的伺服系统
采用三相双三拍控制方式,即通电顺序按AB→BC→CA→AB(逆时针 方向)或AC→CB→BA→AC(顺时针方向)进行,其步距角仍为30。由于 双三拍控制每次有二相绕组通电,而且切换时总保持一相绕组通电,所以 工作比较稳定。
第6章 数控机床的伺服系统
设 A 相首先通电,转子齿与定子 A 、 A′ 对齐(图 3a )。然后在 A 相继续通电的情 况下接通 B 相。这时定子 B 、 B′ 极对转子 齿 2 、 4 产生磁拉力,使转子顺时针方向转 动,但是 A 、 A′ 极继续拉住齿 1 、 3 ,因 此,转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转 子的位置如图 3b 所示,即转子从图 (a) 位 置顺时针转过了 15° 。接着 A 相断电, B 相继续通电。这时转子齿 2 、 4 和定子 B 、 B′ 极对齐(图 c ),转子从图 (b) 的位置又 转过了 15° 。其位置如图 3d 所示。这样, 如果按 A→A 、 B→B→B 、 C→C→C 、 A→A… 的顺序轮流通电,则转子便顺时针 方向一步一步地转动,步距角 15° 。电流 换接六次,磁场旋转一周,转子前进了一个 齿距角。如果按 A→A 、 C→C→C 、 B→B→B 、 A→A… 的顺序通电,则电机 转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六 拍方式。

数控机床对伺服系统的基本要求

数控机床对伺服系统的基本要求

数控机床对伺服系统的基本要求
1.精度高伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。

包括定位精度和轮廓加工精度。

2.稳定性好稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下,能在短暂的调整过程后,达到新的或者恢复到原来的平衡状态。

直接影响数控加工的精度和表面粗糙度。

3.快速响应快速响应是伺服系统动态品质的重要指标,它反映了系统的跟踪精度。

4.调速范围宽调速范围是指生产机械要求电机能供应的最高转速和最低转速之比,对于一般的数控机床而言,要求在辨别率为1μm 的状况下,进给伺服系统在0~24m / min进给速度范围内都能工作。

5.低速大转矩进给坐标的伺服掌握属于恒转矩掌握,在整个速度范围内都要保持这个转矩;主轴坐标的伺服掌握在低速时为恒转矩掌握,能供应较大转矩。

在高速时为恒功率掌握,具有足够大的输出功率。

对伺服电机的要求:
(1)调运范围宽且有良好的稳定性,低速时的速度平稳性;(2)电机应具有大的、较长时间的过载力量,以满意低速大转矩的要求;
(3)反应速度快,电机必需具有较小的转动惯量、较大的转矩、尽可能小的机电时间常数和很大的加速度(400rad / s2以上);
(4)能承受频繁的起动、制动和正反转。

《数控技术》课后答案

《数控技术》课后答案

第3章习题解答3.1 简述数控伺服系统的组成和作用。

数控伺服驱动系统按有无反馈检测元件分为开环和闭环(含半闭环)两种类型。

开环伺服系统由驱动控制单元、执行元件和机床组成。

驱动控制单元的作用是将进给指令转化为执行元件所需要的信号形式,执行元件则将该信号转化为相应的机械位移。

闭环(半闭环)伺服系统由执行元件、驱动控制单元、机床,以及反馈检测元件、比较环节组成。

位置反馈元件将工作台的实际位置检测后反馈给比较环节,比较环节将指令信号和反馈信号进行比较,以两者的差值作为伺服系统的跟随误差,经驱动控制单元驱动和控制执行元件带动工作台运动。

3.2 数控机床对伺服系统有哪些基本要求?数控机床对伺服系统的基本要求:⒈精度高;⒉快速响应特性好;⒊调速范围宽;⒋系统可靠性好。

3.3 数控伺服系统有哪几种类型?简述各自的特点。

数控伺服系统按有无检测装置分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统。

开环伺服系统是指不带位置反馈装置的控制方式。

开环控制具有结构简单和价格低廉等优点。

半闭环伺服系统是通过检测伺服电机的转角间接地检测出运动部件的位移(或角位移)反馈给数控装置的比较器,与输入指令进行比较,用差值控制运动部件。

这种系统的调试十分方便,并具有良好的系统稳定性。

闭环伺服系统将直接测量到的位移或角位移反馈到数控装置的比较器中与输入指令位移量进行比较,用差值控制运动部件,使运动部件严格按实际需要的位移量运动。

闭环控制系统的运动精度主要取决于检测装置的精度,而与机械传动链的误差无关,其控制精度将超过半闭环系统。

3.4 简述步进电动机的分类及其一般工作原理。

从结构上看,步进电动机分为反应式与激磁式,激磁式又可分为供电激磁和永磁式两种。

按定子数目可分为单段定子式与多段定子式。

按相数可分为单相、两相、三相及多相,转子做成多极。

在输入电信号之前,转子静止不动;电信号到来之后,转子立即转动,且转向、转速随电信号的方向和大小而改变,同时带动一定的负载运动;电信号一旦消失,转子立即自行停转。

数控技术 第七章 数控机床的进给伺服系统

数控技术   第七章  数控机床的进给伺服系统

三 步进电动机的基本控制方法
(2) 双电压功率放大电路 优点:功耗低,改善了脉冲 优点:功耗低, 前沿。 前沿。 缺点:高低压衔接处电流波 缺点: 形呈凹形, 形呈凹形,使步进电机 输出转矩降低, 输出转矩降低,适用于 大功率和高频工作的步 进电机。 进电机。
三 步进电动机的基本控制方法
(3) 斩波恒流功放电路 优点: 优点:1)R3较小(小 R3较小( 较小 于兆欧) 于兆欧)使整个 系统功耗下降, 系统功耗下降, 效率提高。 效率提高。 2)主回路不串 电阻, 电阻,电流上升 快,即反应快。 即反应快。 3)由于取样绕 组的反馈作用, 组的反馈作用, 绕组电流可以恒定在确定的数值上, 绕组电流可以恒定在确定的数值上,从而保证在很大频率范 围内,步进电机能输出恒定的转矩。 围内,步进电机能输出恒定的转矩。
二 数控机床对伺服系统的基本要求
1 高精度 一般要求定位精度为0.01~0.001mm; ; 一般要求定位精度为 高档设备的定位精度要求达到0.1um以上。 以上。 高档设备的定位精度要求达到 以上 2 快速响应 3 调速范围宽 调速范围指的是 max/nmin 。 调速范围宽:调速范围指的是 调速范围指的是:n 进给伺服系统:一般要求 进给伺服系统 一般要求0~30m/min,有的已达到 一般要求 ,有的已达到240m/min 主轴伺服系统:要求 主轴伺服系统 要求1:100~1:1000恒转矩调速 要求 恒转矩调速 1:10以上的恒功率调速 以上的恒功率调速
一 直流伺服电动机调速原理
7-30 直流电动机的机械特性
二 直流电动机的PWM调速原理 直流电动机的 调速原理
7-24 脉宽调制示意图 脉宽调制示意图
Ud =
τ
T
U = δ T U δ T 称为导通率

数控机床对数控进给伺服系统的要求

数控机床对数控进给伺服系统的要求

数控机床对数控进给伺服系统的要求
数控机床对数控进给伺服系统的要求
(1)输出位置精度要高静态上要求定位精度和重复定位精度要高,即定位误差和重复定位误差要小(以保证尺寸精度)。

动态上要求跟随精度高,即跟随误差要小,这是动态性能指标(以保证轮廓精度)。

另外,要求灵敏度高,有足够高的分辩率。

(2)响应速度快且无超调这是对伺服系统动态性能的要求,即在无超调的前提下,执行部件的运动速度的建立时间tp 应尽可能短。

通常要求从0→Fmax(Fmax→0 ) 其时间应小200ms,且不能有超调,否则对机械部件不利,有害于加工质量。

(3)调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)调速范围:一般要求:稳定性是指输出速度的波动要少,尤其是在低速时的平稳性显得特别重要。

(4)负载特性要硬在系统负载范围内,当负载变化时,输出速度应基本不变。

即△F尽可能小;当负载突变时,要求速度的恢复时间短且无振荡。

即△t尽可能短;另外应有足够的过载能力。

这是要求伺服系统有良好的静态与动态刚度。

(5)能可逆运行和频繁灵活启停。

(6)系统的可靠性高,维护使用方便,成本低。

综上所述:对伺服系统的要求包括静态和动态特性两方面;对高精度的数控机床,对其动态性能的要求更严。

数控机床简答综合题

数控机床简答综合题

数控机床简答综合题三、简答题(试卷)26.简述数控机床对进给传动系统的要求。

.答案:数控机床对进给系统的要求: (1 )运动件间的摩擦阻⼒⼩川2)消除传动系统中的间隙; ( 3)传动系统的精度和刚度⾼沃的减少运动惯性,具有适当的阻尼。

27.卧式加⼯中⼼常采⽤T形床⾝布局的优点是什么?答案:T形床⾝布局的优点z刚性好,提⾼了⼯作台的承载能⼒,易于保证加⼯精度;有较长的⼯作⾏程。

28.简述经济型数控车床的特点。

答案:经济型数控车床的特点:1)⼀般是在普通车床的基础上进⾏改进设计2)采⽤步进电动机驱动的开环伺服系统; 3)其控制部分采⽤单板机、单⽚机或档次⽐较低的数控系统来实现4)此类车床结构简单,价格低廉5)功能简单。

29.中⼩型数控车床多采⽤倾斜床⾝或⽔平床⾝斜滑板结构,其优点是什么?答案:(1)机床外形美观,占地⾯积⼩; ( 2)易于排屑和冷却液的排流; ( 3)便于操作者操作和观察沃的易于安装上下料机械⼿,实现全⾯⾃动化; ( 5)可采⽤封闭截⾯整体结构,以提⾼床⾝的刚度。

30.简述滚珠丝杠螺母副的⼯作原理。

答案:⼯作原理:在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽,当它们套装在⼀起时便形成了滚珠的螺旋滚道。

螺母上有滚珠回路管道,将⼏圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道,并在滚道内装满滚珠。

当丝杠旋转时,滚珠在滚道内既⾃转⼜沿滚道循环转动。

因⽽迫使螺母(或丝杠)轴向移动。

三、简答题1.球杆仪的作⽤是什么?简述其测量原理。

球杆仪的作⽤:机床精度综合检测分析的标准设备。

球杆仪的测试原理为:利⽤机床的两轴联动做圆弧插补,通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。

2.简述数控机床的基本使⽤条件。

数控机床的基本使⽤条件:(1)保证⼀定的环境温度和湿度;(2)地基牢靠,有隔震措施; (3)⼯作地点允许的海拔⾼度为1000m ; (4)稳定的供电电源,有抗⼲扰措施; (5 )保护接地。

三、简答题2.数控电⽕花线切割机床有邮⼏部分组成?简述电⽕花线切割加⼯的基本原理。

数控机床习题有答案

数控机床习题有答案

数控机床习题(第一章)1填空题(1)数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置和各种辅助装置组成。

(2)数控机床采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。

(3)突破传统机床结构的最新一代的数控机床是并联机床。

(4)自适应控制技术的目的是要求在随机变化的加工过程中,通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性,按照给定的评价指标自动校正自身的工作参数,以达到或接近最佳工作状态。

2选择题(1)一般数控钻、镗床属于( C )(A)直线控制数控机床(B)轮廓控制数控机床(C)点位控制数控机床(D)曲面控制数控机床(2)( D )是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节(A)控制介质(B)数控装置(C)输出装置(D)伺服系统(3)适合于加工形状特别复杂(曲面叶轮)、精度要求较高的零件的数控机床是( A )(A)加工中心(B)数控铣床(C)数控车床(D)数控线切割机床(4)闭环控制系统的位置检测装置装在( D )(A)传动丝杠上(B)伺服电动机轴上(C)数控装置上(D)机床移动部件上(5)根据控制运动方式的不同,数控机床可分为(B )(A)开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床(B)点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床(C)经济型数控机床、普及型数控机床和高档型数控机床(D)NC机床和CNC机床3 判断题(1)通常一台数控机床的联动轴数一般会大于或等于可控轴数。

(×)(2)数控机床是通过程序来控制的。

(√)(3)数控机床只用于金属切削类加工。

(×)(4)数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在。

(√)(5)机床本体是数控机床的机械结构实体,是用于完成各种切割加工的机械部分。

(√)4 简答题(1)简述数控机床的发展趋势。

P91、高速度与高精度化2、多功能化3、智能化4、高的可靠性(2)简述数控机床各基本组成部分的作用。

数控装备设计 各章习题答案

数控装备设计 各章习题答案

讨论题: 1、步进电机的主要特征是什么?基本工作状态是怎样的? 2、测量装置的作用是什么? 3、增量测量和绝对测量有何区别? 4、简述直流电动机的调速原理和调速方式? 5、简述旋转变压器工作原理,它有几种型式?
第4章
习题:
1、某些指令一旦写入程序中,在后续程序段中会一直有效,直到出现同组指令,才会被取
O
BC
Y
D
α
GK
A
X
讨论题 1
F
y A(5,3)
x
o
讨论题 3
4、什么是 B 刀具半径补偿?C 刀具半径补偿? 5、何谓数值积分法,它进行直线插补和圆弧插补时有何不同?
第3章 习题: 1、数控机床对伺服系统有哪些基本要求? 2、判断题:
1)给步进电机输入一个脉冲信号,其转子转过的角度称为步距角。( ) 2)伺服系统可分为三种类型,其中的全闭环系统因设计和调整较简单,故被广泛应用。 () 3、三相步进电动机常用的工作方式:______________________、______________________ 和_____________________________。 4、结合下图说明步进电动机工作原理。
较大。 (5)惯量匹配。移动部件加减速时都有较大惯量,要求系统的快速响应性能要好,因而
电动机的惯量与移动部件的惯量要匹配。 (6)较强的过载能力。要求电动机加减速时有很快的响应速度,使电动机可能在过载条
件下工作,这就要求电动机有较强的抗过载能力。 2、1)正确 2)错误 3、单三拍(工作方式) 双三拍(工作方式) 六拍(工作方式) 4、如图所示步进电机有 A、B、C 三相,每相有两个磁极,转子有四个磁极。当 A 相绕组 通以直流电时,定子 A 相磁极产生磁场,并对转子产生磁拉力,使转子的 1、3 极与定子的 A 相磁极对齐。后再将 B 相绕组通以直流电时,B 相磁极产生磁通,这时转子 2、4 极与定 子 B 相磁极对齐。如果按 A→B→C→A 的通电顺序,转子则沿逆时针方向一步步转动起来, 每步转过 30°,这个角度叫做步距角。

伺服系统的基本要求

伺服系统的基本要求

伺服系统的基本要求
伺服系统是一种精确跟随输入信号并能快速响应的自动控制系统,其基本要求包括:
1. 精度高:伺服系统应具备高定位精度和跟踪精度,能在较短时间内快速响应指令信号,确保输出轴的实际位置、速度和加速度与期望值一致。

2. 快速响应:伺服系统需具备快速动态响应能力,能够在短时间内达到稳定状态,尤其是在负载变化时也能保持稳定的输出。

3. 稳定性好:伺服系统必须在各种工况下都能保持稳定工作,即使在扰动或不确定性条件下也能恢复平衡状态,避免振荡和超调。

4. 动态性能优良:具有宽广的调速范围和足够的过载能力,同时保证低速平稳性和高速时的快速性。

5. 可靠性强:伺服系统应具备较强的抗干扰能力和自我诊断修复功能,确保长期稳定可靠运行。

6. 易于控制与调节:伺服系统应支持灵活方便的控制方式,易于根据应用场景进行参数调整和优化。

进给伺服系统的技术要求

进给伺服系统的技术要求

进给伺服系统的技术要求
1.调速范围宽
调速范围是指最高进给速度与最低进给速度之比。

由于加工所用刀具、被加工零件材质以及零件加工要求的变化范围很广,为了保证在全部的加工状况下都能得到最佳切削条件与加工质量,要求进给速度能在很大的范围内变化,即有很大的调速范围。

目前的先进水平是,在脉冲当量或最小设定单位为1μm的状况下,进给速度能在0~240m/min的范围内连续可调。

一般的数控机床,其进给速度都在1mm/min~24m/min的范围之内。

即调速范围为1∶24000。

在这一调速范围内,要求速度匀称、稳定、低速时无爬行。

还要求在零速时,伺服电机处于电磁锁住状态,以保持定位精度不变。

2.位移精度高
即输出的位移量有较高的精度,也就是实际位移与指令位移之差值要小。

现代数控机床的位移精度一般为0.01~0.001mm,甚至可高至0.1μm。

3.稳定性好
稳定性是指输出速度的波动要小,当负载发生变化或受到外界干扰的状况下,输出速度应基本不变,即负载特性要硬;在低速时速度应保持平稳匀称,不能有爬行现象。

4.动态响应快
即有高的灵敏度,达到最大稳态速度的时间要短,一般要求在
200~100ms,甚至小于几十毫秒。

动态响应的快慢,反映了系统跟踪精度的凹凸,直接影响轮廓加工精度的凹凸和加工表面质量的好坏。

除此以外,还要求反向死区小,能频繁启、停和正反运动。

数控机床的进给伺服系统概述

数控机床的进给伺服系统概述
M j max
• 当步进电机励磁绕组相数大于3时,多相通电多数 能提高输出转矩。
• 所以功率较大的步进电机多数采用多于三相的励磁 绕组,且多相通电。
3、启动转矩Mq
AB C Mq
e
当电机所带负载ML<Mq时,电机可不失步的启动。
2、最高启动频率和最高工作频率
最高启动频率fg: 步进电机由静止突然启动,并不失步地进 入稳速运行,所允许的启动频率的最高值。 最高启动频率fg与步进电机的惯性负载J有 关。
故电动机的转速n为:
n f (r/s) 60 f (r/min) f ——控制脉冲的频率
mzk
mzk
SB-58-1型五定子轴向分相反应式步进电机。
• 定子和转子都分为5段,呈轴向分布;有16个 齿均匀分布在圆周上,
• 齿距=360º/16=22.5º;各相定子彼此径向错开 1/5个齿的齿距;
如按5相5拍通电,则步距角为:
4)电动机定子绕组每改变一次通电方式——称为一拍 5)每输入一个脉冲信号,转子转过的角度——步距角αº • 上述通电方式称为:三相单三拍。(三相三拍) • 单——每次通电时,只有一相绕组通电; • 双——每次通电时,有两相绕组通电; • 三拍——经过三次切换绕组的通电状态为一个循环; • 除此之外的通电方式还有: • 三相双三拍: AB—BC—CA—AB • 三相单双六拍: A—AB—B—BC—C—CA—A
第三节 数控机床的检测装置
1、检测装置的作用
• 检测装置是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分 • 其作用是:检测位移和速度,发送反馈信号,构成
(1) 直线进给系统 已知:进给系统的脉冲当量δmm;步进电机的
步距角αº;滚珠丝杠的导程t mm;
求: 齿轮传动比 i。

数控机床的伺服驱动系统

数控机床的伺服驱动系统
1
数控机床的伺服驱动系统
伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,而在数控机床中,伺服系
2
统主要指各坐标轴进给驱动的位置控制系统,它由执行组件(如步进电机、交直流电动机
等)和相应的控制电路组成,包括主驱动和进给驱动。伺服系统接收来自CNC装置的进给
脉冲,经变换和放大,再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。这些轴有的带动工作台,有
(4)步进电动机的主要特点
步进电动机受脉冲信号的 控制,每输入一个脉冲, 就变换一次绕组的通电状 态,电动机就相应转动一 步。因此角位移与输入脉 冲个数成严格的比例关系。
一旦停止送入控制脉冲, 只要维持控制绕组电流不 变,电动机可以保持在其 固定的位置上,不需要机 械制动装置。
输出转角精度高,虽有相 邻齿距误差;但无积累误 差。
4.3.2.2 直流伺服电动机
直流伺服电动机是数控机床伺服系统中应用最早的,也是使用最广泛的 执行组件。直流伺服电动机有永磁式和电磁式两种结构类型。随着磁性 材料的发展,用稀土材料制作的永磁式直流伺服电动机的性能超过了电 磁式直流伺服电动机,目前广泛应用于机床进给驱动。直流伺服电动机 的工作原理与普通直流电动机完全相同,但工作状态和性能差别很大。 机床进给伺服系统中使用的多为大功率直流伺服电动机,如低惯量电动 机和宽调速电动机等。
θb =
从上面的分析可以看 出,步进电动机转动 的角度取决于定子绕 组的相数、转子齿数 及供电的逻辑状态。 若以θb表示步距角, 则有
(4-12)
360
mzK 式中 m—步进电动机相数;z—转子齿数;K—由 步进电动机控制方式确定的拍数和相数的比例系 数,如三相三拍时,K=1;而三相六拍制时,K =2。 为了提高加工精度,一般要求步距角很小,数控 机床中常用的步进电动机步距角为0.36o~3o

《数控机床》作业参考答案

《数控机床》作业参考答案

《数控机床》作业参考答案(一)第一章数控机床简介一、填空题1、控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置2、数字控制3、并联4、自适应控制(AC)二、单选题1、C2、D3、A4、D5、B三、判断题1、×2、√3、×4、√5、√四、简答题1、简述数控机床的发展趋势。

答:(1)高速度与高精度化:为实现这一指标,主要采取以下的措施:①数控系统采用位数、频率更高的微处理器;②采用全数字交流伺服系统,大大提高了系统的定位精度、进给速度;③机床静、动摩擦的非线性补偿技术;④应用高速大功率电主轴;⑤配置高速、功能强的内装式可编程控制器;⑥采用高性能和可靠的新型功能部件—电滚珠丝杠;(2)多功能化:数控机床采用一机多能;数控机床具有前台加工、后台编辑的前后台功能;数控机床除具有通讯口、DNC功能外,还具有网络功能;(3)智能化:数控机床引进自适应控制技术;采用故障自诊断、自修复功能;具有刀具寿命自动检测和自动换刀功能;数控机床引进模式识别技术;(4)高的可靠性:为实现这一指标,主要采取以下的措施:①提高系统的硬件质量;②采用硬件结构模块化、标准化、通用化方式;③增强故障自诊断、自恢复和保护功能。

2、简述数控机床各组成部分的作用。

答:数控机床一般由以下几个部分组成:(1)控制介质:控制介质是将零件加工信息传送到数控装置中去的信息载体,是人与数控机床之间联系的中间媒介物质,反映了数控加工中的全部信息。

常见的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁盘、磁带等。

(2)数控系统:数控系统是机床实现自动加工的核心,是整个数控机床的灵魂所在,主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各种输入/输出接口等组成。

主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成,是数控系统的核心,一般称它为数控装置(CNC装置)。

(3)伺服系统:是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节,主要由伺服电机、伺服驱动控制器组成。

伺服电机是系统的执行元件,驱动控制系统则是伺服电机的动力源。

数控技术-大连理工2022年春期末考试复习题

数控技术-大连理工2022年春期末考试复习题

机密★启用前大连理工大学网络教育学院2022年春《数控技术》期末考试复习题☆注意事项:本复习题满分共:400分。

一、单选题1、为了保持恒切削速度,在由外向内车削端面时,如进给速度不变,主轴转速应该()。

A.不变 B.由快变慢 C.由慢变快 D.先由慢变快再由快变慢2、所谓联机诊断,是指数控计算机中的()。

A.远程诊断能力 B.自诊断能力 C.脱机诊断能力 D.通信诊断能力3、影响刀具寿命的因素有()。

A.工件材料、刀具材料、刀具几何参数、切削用量B. 工件材料、刀具材料、刀具几何参数C. 工件材料、刀具材料、切削速度D. 刀具几何参数、切削速度、工件材料4、轴类零件的调质处理工序应安排在()。

A.粗加工前 B.粗加工后,精加工前 C.精加工后 D.渗碳后5、粗加工时,切削液以()为主。

A.煤油 B.柴油 C.乳化液 D.以上选项都不对二、判断题1、螺纹指令G32 X41.0 W-43.0 F1.5是以每分钟1.5mm的速度加工螺纹。

2、G00、G01指令都能使机床坐标轴准确到位,因此它们都是插补指令。

3、在闭环系统中,光栅传感器可用于检测运动件的直线位移量。

三、名词解释1、数控机床答:数控机床是一种装有计算机数字控制系统的机床,数控机床能够处理加工程序,控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。

2、伺服系统的精度答:输出量能复现输入量的精确程度。

3、机床坐标系答:机床坐标系原点在机床上某一点, 是固定不变的,机床出厂时已确定。

4、工件坐标系答:工件坐标系是程序编制人员在编程时使用的。

程序编制人员以工件上的某一点为坐标原点,建立一个新坐标系。

5、绝对坐标答:坐标值以编程原点为基准得出。

6、增量坐标答:坐标值是以前一位置为计算起点得出。

7、步进电机的步距角答:步进电机每次转过的角度称为步距角。

8、步进电机的起动频率答:空载时,步进电机由静止状态起动,达到不失步的正常运行的最高频率,称为起动频率。

9、步进电机的连续运行频率答:步进电机起动后,不丢步工作的最高工作频率,称为连续运行频率。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

数控机床对伺服系统的要求
(1) 精度高
伺服系统的精度:输出量能复现输入量的精确程度。

伺服系统的位移精度:指令脉冲要求机床工作台进给的位移量和该指令脉冲经伺服系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度。

两者误差愈小,位移精度愈高。

(2) 快速响应特性好
快速响应是伺服系统动态品质的重要指标,它反映了系统跟踪精度。

机床进给伺服系统实际上就是一种高精度的位置随动系统,加工时为保证所要求的轮廓外形精度和的表面粗糙度,要求伺服系统跟踪指令信号的响应要快,跟随误差小。

(3) 调速范围要大
调速范围:生产机械要求电机能供应的最高转速和最低转速之比。

在数控机床中,由于所用刀具、加工材料及零件加工要求的不同,为保证在各种状况下都能得到最佳切削条件,就要求伺服系统具有足够宽的调速范围。

既能满意高速加工要求,又能满意低速进给要求。

在低速切削时,还要求伺服系统能输出较大的转矩。

(4) 系统牢靠性要好
系统的牢靠性常用发生故障时间间隔的长短的平均值作为依据,即平均无故障时间,这个时间越长牢靠性越好。

对主轴伺服系统,除上述要求外,还应满意如下要求:
(1)主轴与进给驱动的同步掌握
为使数控机床具有螺纹和螺旋槽加工的力量,要求主轴驱动与进给驱动实现同步掌握。

(2)准停掌握
在加工中心上,为了实现自动换刀,要求主轴能进行高精确位置的停止。

(3)角度分度掌握
角度分度掌握有两种类型:一是固定的等分角度掌握;二是连续的任意角度掌握。

任意角度掌握是带有角位移反馈的位置伺服系统,这种主轴坐标具有进给坐标的功能,称为“C”轴掌握。

“C”轴掌握可以用一般主轴掌握与“C”掌握切换的方法实现,也可以用大功率的进给伺服系统代替主轴系统。

相关文档
最新文档